本发明属于锂离子电池，特别涉及一种单晶三元前驱体、正极材料及制备方法。
背景技术：
1、三元正极材料单晶化可有效改善电池高温和循环性能，提高极片压实，改善电池产气等问题，满足低成本和高安全的发展需求。单晶正极材料内部没有晶界，更高的结晶度、层状稳定性及各向异性表现使其在高电压下安全性能与循环性能优异。
2、单晶三元正极材料需要高活性的三元前驱体为原料，因此小颗粒（d50 2~5μm）三元前驱体为主选，为了尽可能的提高小颗粒（d50 2~5μm）三元前驱体的活性以利于烧结过程锂的扩散，会采用氧化以及疏松剂等方式来进一步提高其活性，无论采用何种工艺都会增加小颗粒（d50 2~5μm）三元前驱体的合成难度和操作复杂度。目前，工业化生产的小颗粒（d50 2~5μm）三元前驱体粒度下限为2μm，以3~4μm较为常见，鲜有能够把粒度做到2μm以下，若制备出粒度2μm以下的小颗粒三元前驱体将具备极高活性，无需通过氧化或疏松剂等方式来增加活性。
3、因此，开发超高活性的纳米超细颗粒镍钴锰三元前驱体对于制备高性能单晶三元正极材料具有很高的价值。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高性能单晶三元前驱体制备方法，旨在解决上述背景技术中现有技术存在的问题。
2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
3、一种单晶三元前驱体，d50=1~2μm，一次颗粒尺寸10-100nm，振实密度为1.0~2.0g/cm3，比表面积为100~150m2/g。
4、制备的镍钴锰三元前驱体粒度极小，d50不足2um且一次颗粒尺寸不超过20nm，产品具有极高的活性；有利于单晶三元正极材料烧结过程锂的扩散，得到高性能的单晶正极材料。
5、本发明的另一目的在于提供一种单晶三元前驱体制备方法，包括以下步骤：
6、（1）向反应釜中加入一定体积的镍钴锰金属盐溶液v0；
7、（2）向步骤一的金属盐溶液中投入硫酸铵固体，使金属盐溶液中的氨浓度在0.1~1.0mol/l，然后加酸溶液调节ph在3~5；
8、（3）向反应釜中加入碱溶液进行反应，当反应体系中ph值达到11.00-12.00结束反应，得到纳米颗粒镍钴锰三元前驱体浆料。
9、（4）将步骤（3）得到纳米颗粒镍钴锰三元前驱体浆料经过固液分离、洗涤、干燥和过筛除铁，得到超纳米颗粒镍钴锰三元前驱体粉末。
10、作为优选的，步骤（1）中，镍钴锰金属溶液为镍钴锰的硫酸盐、硝酸盐和氯化盐中的至少一种，优选的，其盐溶液浓度为1~3mol/l，酸浓度10%~50%。
11、作为优选的，步骤（1）中，镍钴锰金属盐溶液体积v0与反应釜容积的比值为（0.1~0.6）：1。
12、作为优选的，步骤（2）中，酸溶液为稀硫酸和稀盐酸中的至少一种。
13、作为优选的，步骤（3）中，反应釜内的合成温度为30-80℃，反应过程搅拌，搅拌转速为100~500rpm，碱溶液为氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种，碱溶液浓度为4~10mol/l。
14、该制备方法，采用金属液为底液，加入液碱进行沉淀过程中大量的溶质数量可以产生大量晶核，因此晶体的成核速率远大于晶体的生长速率，从而当反应结束终止时可以得到粒度d50在2um以内的二次球形颗粒且一次颗粒尺寸为纳米级别，与常规共沉淀制备方法相比，金属液、沉淀剂和络合剂并流反应，成核时间短且成核数量有限，随着反应时间的推移，反应体系的过饱和度逐步减小，晶体不断生长，很难得到d50 在2um以内的产品，且一次颗粒也无法做到纳米级别。
15、本发明的又一目的在于提供一种单晶三元正极制备方法，采用上述高性能单晶三元前驱体，将制得的单晶三元前驱体与锂源、掺杂元素混合置于烧结炉中，以3~10℃/min升温速率加热到700~1000℃烧结6~20h，烧结结束后自然冷却至室温，得到单晶三元正极材料。
16、本发明的又一目的在于提供一种通过上述制备方法制备得到的单晶三元正极材料，三元正极材料的化学式为li1+anixcoymnzm1-x-y-zo2，0＜a＜0.1，m元素为zr、al、w、y、ti、b中的至少一种；其中，0.4≤x＜1.0，0.1＜y＜0.4，0.1＜z＜0.4且0.001＜1-x-y-z＜0.008。
1.一种单晶三元前驱体，其特征在于，d50=1~2μm，一次颗粒尺寸10-100nm，振实密度为1.0~2.0g/cm3，比表面积为100~150m2/g。
2.一种用于制备权利要求1中单晶三元前驱体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的单晶三元前驱体制备方法，其特征在于，步骤（1）中，镍钴锰金属溶液为镍钴锰的硫酸盐、硝酸盐和氯化盐中的至少一种，优选的，其盐溶液浓度为1~3mol/l，酸浓度10%~50%。
4.如权利要求2所述的单晶三元前驱体制备方法，其特征在于，步骤（1）中，镍钴锰金属盐溶液体积v0与反应釜容积的比值为（0.1~0.6）：1。
5.如权利要求2所述的单晶三元前驱体制备方法，其特征在于，步骤（2）中，酸溶液为稀硫酸和稀盐酸中的至少一种。
6.如权利要求2所述的单晶三元前驱体制备方法，其特征在于，步骤（3）中，反应釜内的合成温度为30-80℃，反应过程搅拌，搅拌转速为100~500rpm，碱溶液为氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种，碱溶液浓度为4~10mol/l。
7.一种单晶三元正极制备方法，采用上述权利要求1所述的单晶三元前驱体，其特征在于，将单晶三元前驱体与锂源、掺杂元素混合置于烧结炉中，以3~10℃/min升温速率加热到700~1000℃烧结6~20h，烧结结束后自然冷却至室温，得到单晶三元正极材料。
8.一种如权利要求7所述的制备方法制备得到的单晶三元正极材料，其特征在于，三元正极材料的化学式为li1+anixcoymnzm1-x-y-zo2，0＜a＜0.1，m元素为zr、al、w、y、ti、b中的至少一种；其中，0.4≤x＜1.0，0.1＜y＜0.4，0.1＜z＜0.4且0.001＜1-x-y-z＜0.008。
